,河北机电职业技术学院,第二章 微机控制点火系统,参照电器所做修改,微机控制点火系统,第一节 传统点火系统简介,汽车点火系统功用及要求,汽车点火系统功用：,把汽车电源低压电（,12-14V,）转变为高压电（,15-20kV,），并依照发动机各缸做功次序适时的引入气缸内火花塞电极，使之跳火点燃可燃混合气。,发动机对点火系统的要求：,1,）产生足够的电压击穿火花塞间隙（击穿电压）；,2,）火花应具有足够的能量（,50-80mJ,）。,3,）点火正时（,各缸点火顺序,和,点火提前角,）适应发动机工况。,点火系统分类,1,、依照控制方式,1,）传统机械触点式点火系统,2,）传统半导体电子（信号触发式）点火系统,3,）微机控制点火系统,2,、依照配电方式,1,）机械配电（分电器配电）,2,）电子配电（无分电器，又称直接点火）,当前普遍采用,微机控制电子配电,点火系统。,传统电子点火系统结构及原理,传统电子点火系统结构组成（参照手绘原理图）：,1,）低压电源,2,）点火开关,3,）点火线圈,4,）点火控制器,5,）点火信号发生器（与分电器装配在一起）,6,）点火提前角调整装置（与分电器装配在一起）,7,）分电器,8,）火花塞,传统电子点火,点火线圈,点火线圈功用：,把低压电转变为高压电，俗称“高压包”。,传统电子点火,点火线圈,点火线圈分为开磁路式和闭磁路式：,传统电子点火,点火线圈,当前普遍采用闭磁路式：漏磁少、产生电压高。,传统电子点火,点火控制器,点火控制器功用：,控制点火线圈初级电路通断（接受点火信号发生器之信号，切断时产生高压电），又称点火器。,传统电子点火,点火信号发生器,点火信号发生器功用：,周期性产生点火信号并传输给点火控制器，以控制点火线圈初级电路。与分电器装配在一起，由分电器驱动。,传统电子点火,点火信号发生器,霍尔式点火信号发生器原理图：,传统电子点火,点火信号发生器,思考：,发动机一个工作周期，点火信号发生器产生多少个信号方波？,传统电子点火,分电器,分电器功用：,把点火线圈产生的高压电依次分配给各缸火花塞，又称配电器，属于机械配电，浪费电能。,传统电子点火,火花塞,火花塞功用：,将点火线圈产生的高压电引入发动机燃烧室内，并在其电极间形成火花，点燃可燃混合气。,火花塞性能要求,：（工作条件异常恶劣）,1,）绝缘部分绝缘强度足够，能承受高压（,30kV,以上）。,2,）能承受高温（近,2000,），且能承受冷热突变。,3,）能承受强大的气体压力。,4,）电极具有极强的耐腐蚀性。,传统电子点火,火花塞构造,传统电子点火,火花塞,火花塞自净温度：,落在绝缘体裙部上的汽油立即燃烧而不形成积炭的温度。约,500-750,。低于此温度容易形成积炭，高于此温度容易发生自燃，产生爆震。因此需要火花塞裙部具有良好的热特性。根据热特性不同，火花塞分为“热型”和“冷型”两类。,微机控制点火系统,第二节 微机控制点火系统,传统电子点火的缺陷,传统电子点火系统具有以下缺陷：,1,、由“机电组合”的,点火信号发生器,发出点火信号控制点火控制器，同时由,离心提前装置,和,真空提前装置,等机械装置分别根据,转速,和,负荷,变化调整点火提前角（即点火时刻），具有参考信号不完备，调整精度低等缺点。因此发动机综合性能差。,2,、分电器机械配电严重浪费电能，且配电精度低，现在已不能满足需求。,传统电子点火的缺陷,微机控制点火系统,微机控制点火系统原理示意图（机械配电）,开关信号,微机控制点火系统,微机控制点火系统原理示意图（电子配电）,电子配电之双缸同时点火（线圈分配）,1,、,4,缸必有一个,无效点火,微机控制点火系统,微机控制点火系统原理示意图（电子配电）：,电子配电之双缸同时点火（二级管分配）,微机控制点火系统,微机控制点火系统原理示意图（电子配电）：,电子配电之各缸独立点火,微机控制点火系统,各缸独立点火在发动机高转速时可以有较长的通电时间，点火能量高；且点火线圈数量多，单个发热少，因此性能最优，已得到普遍应用。,微机控制点火系统,第三节 点火提前角控制,点火提前角概念,点火提前角：,从火花塞开始跳火到活塞运行到上止点的时间内，曲轴转过的角度。用以表征点火提前程度。,最佳点火提前角：,保证发动机动力性、经济性、排放性等综合性能最优的点火提前角。点火提前角控制即计算并保证最佳点火提前角。,最佳点火提前角影响因素,影响因素,1,、转速：转速越大、最佳点火提前角越大。,最佳点火提前角影响因素,2,、负荷：负荷越大、燃烧速度越快，最佳点火提前角越小。,最佳点火提前角影响因素,3,、启动与怠速：由于转速很低，最佳点火提前角很小甚至不提前。,4,、爆燃：应用抗爆性差的汽油，应减小点火提前角。,除上述主要影响因素外，其他影响因素还有：,冷却液温度、压缩比、混合气成分、进气压力和温度、火花塞参数、燃烧室形状,等。,点火提前角控制,点火提前角确定：,实际点火提前角,=,初始点火提前角,+,基本点火提前角,+,修正点火提前角,初始点火提前角,初始点火提前角：,又称固定点火提前角，原始设定后存入,ECU,程序，一般为,5,10,。,发动机启动时，采用初始点火提前角。,因为此时转速变化大，进气管压力和流量信号不稳定，无法精确计算点火提前角，此时由启动开关信号和转速信号判断启动状态后，采用初始点火提前角。,基本点火提前角,基本点火提前角：,ECU,根据主要影响因素（转速和负荷）确定的点火提前角。其确定分,“,怠速,”,和,“,正常运行,”,两种情况进行。,1,、怠速时基本点火提前角确定,ECU,根据节气门位置传感器怠速信号（,TDL,），转速信号（,Ne,）及空调开关信号（,A/C,）确定怠速状态下的基本点火提前角。,基本点火提前角,2,、正常运行时基本点火提前角确定,正常运行时参考转速和负荷两个基本影响因素，通过查预先存储在,ECU,中的,MAP,图确定基本点火提前角。,修正点火提前角,修正点火提前角：,ECU,根据其他影响因素对点火提前角进行修正的部分。,分为暖机修正、过热修正、怠速稳定修正、空燃比反馈修正、,爆震修正,等。,修正点火提前角,1,、暖机修正,怠速暖机时，随着冷却液温度的升高，燃烧速度加快，点火提前角修正逐渐减小。,修正点火提前角,2,、过热修正,冷却液温度过高时，为避免爆震，减小点火提前角。,如为怠速状态，为避免发动机长时间过热，增大点火提前角。,修正点火提前角,3,、怠速稳定修正,怠速时，由于负荷的变化（例如开启空调）引起发动机转速的波动，,ECU,会根据情况对点火提前角进行修正，以稳定怠速。,4,、空燃比反馈修正,在反馈控制时，随着喷油量的修正，会带来转速的波动，此时,ECU,会根据喷油量的变化对点火提前角进行修正。,点火提前角控制,实际点火提前角,=,初始点火提前角,+,基本点火提前角,+,修正点火提前角,微机控制点火系统,第四节 爆震控制,爆震的产生及危害,发动机爆震,正常点火,：从火花塞电极跳火引燃，火焰向远处有序延展。,爆震,：又称“爆燃”，由于特殊原因，燃烧室内有多个起燃点，各燃烧点相互作用并产生强烈的冲击。,爆震是一种不正产燃烧，危害极大。,爆震的表现及危害：,发动机爆震严重时，气缸内发出尖锐的敲缸声（热敲缸），对发动机缸体造成机械损伤，加剧气缸磨损，还会导致冷却液过热，功率下降，油耗上升排放增加等问题。,发动机在一定程度轻微爆震时，反而会增大发动机动力，节省燃油。,爆震的产生及危害,爆震产生的原因,1,、点火提前角过大。,2,、燃烧室积炭过多。,3,、发动机温度过高。,4,、压缩比过大。,5,、空燃比不正确。,6,、汽油辛烷值过低，抗爆性差。,发动机爆震控制即针对,点火提前角,这一影响因素进行控制。,爆震控制,控制依据及原理：,发动机即将爆震或轻微爆震时，动力性、经济性最好。通过爆震控制，使发动机燃烧始终保持在爆震临界点，提高发动机综合性能。（只在中、大负荷时控制）,爆震控制系统结构,爆震控制系统结构：,由爆震传感器、,ECU,、点火控制器组成。是微机控制点火系统的一个“子功能”。,开关信号,爆震传感器,爆震传感器：,用于检测发动机振动频率并判断爆震，将电信号传输给,ECU,，实现爆震控制。安装在发动机缸体侧面。,压电式共振型爆震传感器,工作原理：,压电效应：某些晶体受到压力后，两个表面产生电荷，进而产生电压的现象。当外力去除后，电压消失。,爆震时气缸振动频率较正常燃烧要高，达到,69kHz,，与传感器固有频率一致，此时出现共振，振幅最大，电压信号最大。,压电式非共振型爆震传感器,汽车发动机电控系统检修,